Химия в продуктах питания | Правильное питание

Даже самые обычные продукты, кажущиеся нам на первый взгляд безвредными – могут нести в себе опасность. Сейчас очень мало продуктов питания не имеющих пищевых добавок. И мы никак не можем определить их: не визуально, не на ощупь. А проблем от них вы получите немало.

Содержание

  • Общие сведения
  • Вредные пищевые добавки
  • К чему может привести прием пищи с вредной химией
  • Видео

Общие сведения

Многие вещества добавляют, чтобы сделать продукт более привлекательным для покупателя, замаскировать горечь или иной неприятный вкус (например, у медикаментов). 
Пищевые продукты иногда подкрашивают, чтобы они выглядели аппетитнее. Покупая различные продукты в красивых упаковках, мы часто даже не задумываемся об их составе. Однако во многих случаях его знание помогло бы избежать отравления или заболевания, вызванных чрезмерным содержанием красителей, загустителей и т. п., содержащихся в том или ином продукте.
В продукты могут попадать загрязнения из тары, сырья, в них могут сохраняться нежелательные добавки, использованные при первичной обработке. Среди таких непреднамеренно попавших в продукты веществ могут быть ядовитые отходы промышленности, транспорта, домашнего хозяйства, микотоксины, бактериальные токсины, ядохимикаты, пластификаторы, лекарства и средства, используемые в ветеринарии, в том числе антибиотики и гормоны.

Поэтому информирование потребителя о составе продуктов питания является не только маркетинговой (социальной), но и экологической проблемой.

Основные и дополнительные вещества пищи В организме человека выявлено около 70 химических элементов, которые входят в состав клеток и межклеточных жидкостей. Элементный состав постоянно обновляется благодаря обмену веществ. Дефицит какого-либо элемента может иметь негативные последствия для организма.
Из тысяч веществ, поступающих в организм с пищей, основными являются белки, жиры, углеводы, минеральные вещества и витамины – все они необходимы для роста и развития организма. Это пластический материал для формирования клеток и межклеточного вещества. Они входят в состав гормонов, ферментов, иммунных тел, принимают участие в обмене витаминов, минеральных веществ, переносе кислорода.

В более ранних статьях разбирались темы:

  • Самые вредные завтраки
  • Лучшие продукты для снижения веса
  • Все о калориях

Вредные пищевые добавки

Индекс «Е» был введен в свое время для удобства: ведь за каждой пищевой добавкой стоит длинное и непонятное химическое наименование, которое не умещается на маленькой этикетке. А, например, код Е115 выглядит одинаково на всех языках, не занимает много места в перечислении состава продукта и к тому же наличие кода означает, что эта пищевая добавка официально разрешена в европейских странах.

Красители (Е1**)

Красители – зто вещества, которые добавляют для восстановления природного цвета, утраченного в процессе обработки или хранения продукта, или для повышения его интенсивности; так же для окрашивания бесцветных продуктов – безалкогольных напитков, мороженого, кондитерских изделий.
Сырьем для натуральных пищевых красителей являются ягоды, цветы, листья, корнеплоды. Некоторые красители получают синтетически, они не содержат ни вкусовых веществ, ни витаминов. Синтетические красители, по сравнению с натуральными, обладают технологическими преимуществами, дают более яркие цвета.
В России существует список продуктов, которые не подлежат окрашиванию. В него входят все виды минеральной воды, питьевое молоко, сливки, пахта, кисломолочные продукты, растительные и животные жиры, яйца и яичные продукты, мука, крахмал, сахар, продукты из томатов, соки и нектары, рыба и морепродукты, какао и шоколадные изделия, кофе, чай, цикорий, вина, зерновые водки, продукты детского питания, сыры, мед, масло из молока овец и коз.

Консерванты (E2**)

Консерванты увеличивают срок годности продукта. Чаще всего в качестве консервантов используются поваренная соль, этиловый спирт, уксусная, сернистая, сорбиновая, бензойная кислоты и некоторые их соли. Не разрешается вводить синтетические консерванты в продукты массового потребления – молоко, муку, хлеб, свежее мясо, так же в продукты детского и диетические питания и в продукты с обозначением «натуральные» и «свежие».

Антиокислители (E3**)

Антиокислители защищают от порчи жиры и жиросодержащие продукты, предохраняют от потемнения овощи и фрукты, замедляют ферментативное окисление вина, пива и безалкогольных напитков. Природные антиокислители – это аскорбиновая кислота и смеси токоферолов.

Загустители (E4**)

Загустители улучшают и сохраняют структуру продуктов, позволяют получить продукты с нужной консистенцией. Все, разрешенные для применения в пищевых продуктах, загустители, встречаются в природе. Пектины и желатин – природные компоненты пищевых продуктов, которые регулярно употребляются в пищу: овощей, фруктов, мясных продуктов. Эти загустители не всасываются и не перевариваются, в количестве 4–5 г на один прием для человека они проявляются как легкое слабительное.

Эмульгаторы (Е5**)

Эмульгаторы отвечают за консистенцию пищевого продукта, его вязкость и пластические свойства. Например, не дают хлебобулочным изделиям быстро черстветь.
Натуральные эмульгаторы – яичный белок и природный лецитин. Однако в последнее время в промышленности все больше используют синтетические эмульгаторы.

Усилители вкуса (E6**)

Свежее мясо, рыба, только что собранные овощи и другие свежие продукты имеют ярко выраженные вкус и аромат. Это объясняется высоким содержанием в них веществ, которые усиливают вкусовое восприятие путем стимулирования окончаний вкусовых рецепторов – нуклеотидов. В процессе хранения и промышленной переработки количество нуклеотидов уменьшается, поэтому они добавляются искусственным путем.
Мальтол и этилмальтол способствуют усилению восприятие ряда ароматов, особенно фруктового и сливочного. В майонезах с невысоким содержанием жира, они смягчают резкий вкус уксусной кислоты и остроту, кроме того, способствуют приданию ощущения жирности низкокалорийным йогуртам и мороженому.

К чему может привести прием пищи с вредной химией

Последствий неправильного питания для организма есть очень много — начиная от проблем с лишним весом и заканчивая целым букетом заболеваний, вызванных добавками и канцерогенными веществами, содержащимися в продуктах.

Поэтому старайтесь есть как можно больше полезных продуктов питания, которые помогут Вам всегда оставаться здоровыми.
Все вещества, которые «создают (усиливают) вкус», «создают (усиливают) запах», «создают (усиливают) цвет» не перевариваются организмом и циркулируют в нем, пока не выделятся через выделительные органы. До этого они успевают вызвать местные воспалительные процессы в тканях, с которыми контактируют. При недостаточном потреблении жидкости в день, кровь становится более густая и тяжелей проходит через мелкие капилляры. Самый большой орган человека – кожа. Она же содержит много капилляров разных размеров очень маленьких и чуть больше через которые сбрасывается густая кровь. В мелких капиллярах пищевые добавки застревают и вызывают изменения в коже. Наружно такое повреждение проявляется в виде сыпи, которая может имитировать аллергическую реакцию. Такие же повреждения происходят и в плотных органах.

Видео

Пищевые добавки

Пищевые добавки, что это?

Автор: Андрей Резниченко

Поблагодари за статью — поставь лайк. Простой клик, а автору очень приятно.

V Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся Старт в науке

  • Авторы
  • Руководители
  • Файлы работы
  • Наградные документы

Тотрова  Д.О. 1

1Муниципальное Общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №25 им. Героя Советского Союза Остаева А.Е

Дзагоева  Р.Т. 1

1Муниципальное Общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №25 им.Героя Советского Союза Остаева А.Е

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке «Файлы работы» в формате PDF

Введение

Пища-совокупность неорганических и органических веществ, получаемых организмом человека из окружающей среды и используемых для питания.

Основными компонентами пищи человека являются:белки, жиры, углеводы,а также микроэлементы и витамины . Белки и частично жиры относятся к пластическим веществам , так же они используются в организме для построения новых и замены старых клеток и тканей.К ним же относятся и некоторые минеральные вещества, содержащие фосфор, кальций, йод,железо.

Пищевая ценность белков определяется входящими в их состав аминокислотами (их всего 20). Среди них 8 (а для младенцев 9) являются незаменимыми (это аргинин, валин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, треонин, триптофан, а для младенцев и гистидин).

Углеводы (сахара) и жиры обеспечивают энергетические потребности организма. Микроэлементы, витамины и ряд других веществ участвуют в обмене веществ и осуществляют католические и другие регуляторные функции.

Для обеспечения нормальной работы организма необходимо рациональное питание.

Питание является рациональным, когда продуктов питания достаточно по количеству и их компоненты (незаменимые и заменимые аминокислоты, полиненасыщенные жирные кислоты, фосфатиды, стерины, жиры, углеводы, витамины и т.д.) содержатся в оптимальном отношении.

Если в пище человека недостаточно какого-то компонента, то у человека не наступает чувство насыщения до тех пор, пока этот компонент не будет получен в необходимом количестве. При этом другие компоненты потребляются в избытке, что может приводить к ожирению и другим нарушениям обмена веществ.

Основная часть

Роль макро и микроэлементов в питании

В органах человека можно обнаружить все химические элементы, встречающиеся в природе. В таблице 1 приведены основные элементы, входящие в состав организма человека.

Белки, жиры, углеводы и соединения, содержащие макроэлементы, составляют основную массу пищевого рациона человека. Дневная потребность в каждом измеряется количеством от нескольких граммов до сотен в день. Первые три – источники энергии.

Химический состав пищи и воды в известной мере отображает состав окружающей среды. В рационах, основанных на продуктах питания местного производства, недостаток или избыток минеральных компонентов пищи может быть следствием геохимических особенностей региона. Недостаток микроэлементов может быть особенно большим в диетах и жидких питательных растворах, применяемых при искусственном питании.

У нас в республики питьевая вода с малым содержанием йода и это отражается на здоровье людей (Нарушение функции щитовидной железы).

Дефицит ряда элементов в организме может быть обусловлен различными факторами, приводящими к усилению процессов распада (катаболизма): ожогами, множественными травмами, голоданием и рядом заболеваний, например выделения хрома через почки возрастает при диабете, при белковой или углеводной диете.

Наилучшими источниками цинка являются говядина и рыба, а также хорошо очищенные от оболочки злаковые и бобовые при их правильном термической обработке. Клиническими признаками недостатка цинка у детей и подростков являются задержка роста и полового созревания, кожа шероховатая, сухая, ранки долго не заживают, повышена восприимчивость к инфекциям, наблюдается общая сонливость, депрессия, жидкий стул. Лечение осуществляется введением раствора сульфата ил ацетата цинка.

Суточное потребление меди должно составлять около 2мг для взрослых и для детей старше 4 лет(см. таб 2). Наибольшее количество меди содержат злаковые, бобовые, орехи и печень, важным источником меди является водопроводная вода. Очень мало меди в коровьем молоке. Клинические признаки недостатка меди: анемия, остеопороз (разрежение костной ткани), депигментация волос и кожи, нарушения деятельности центральной нервной системы. Недостаток меди в пище успешно корректируется введением 2-4 мг сульфата меди в день в виде 1%-ого раствора, что составляет 0,4-0,6 мг меди.

Для большинства здоровых людей достаточно 0,05-0,2 мг в день хрома в пище. Лучшие источники хрома – неочищенные зерна злаковых, бобовых, говядина; источником хрома могут служить пивные дорожки.

Необходимо отметить , что избыток даже жизненно важных микроэлементов в пище, обусловленный загрязнением окружающей среды или повышением геохимическим фоном, оказывает вредное воздействие на организм человека. Например, смертельные, отравления, вызванными пищевыми продуктами, которые хранились в цинковой или оцинкованной посуде.

Установлено, что при этом образуется хлорид и сульфат цинка, а уже 1 г сульфата цинка может вызвать у человека серьезное отравление.

Таким образом, при определении потребности в продуктах питания следует учитывать их сбалансированность не только по хорошо известным органическим компонентам, но и по необходимым микроэлементам.(Лучше всего продукты надо хранить в стеклянной таре).

Получение пищевого сырья, новых добавок и искусственной пищи.

Новые способы получения пищевого сырья

Задачу приготовления пищи химия решает и будет решать совместно с биотехнологией. Биотехнология не такая уж новая отрасль знания, как это кажется многим. Она использовалась человеком для приготовления сыров, вин, хлеба и пива задолго до того, как появилась химическая промышленность, и даже раньше, чем появились алхимики.

Сегодня в среднем на одного жителя нашей планеты приходится одно крупное домашнее животное и одна домашняя птица, которые потребляют, однако, в 5 раз больше пищи (в основном зерна), чем сам человек.

В пищевой цепочке «растения → микробы → человек» без животных человеку пока не обойтись. Однако, строго говоря, человек нуждается не в мясных блюдах, а в тех белках, которые в них содержатся. Эти белки человеку могут дать и микроорганизмы.Придать же им вид и вкус мясного блюда уже сегодня не составляет особого труда. Новая цепочка «растения → микробы → человек» экономически, безусловно, более выгодно.

Важна и скорость размножения бактерий. Если корова дает, как правило, одного теленка в год, то некоторые бактерии дают потомство каждые 30 мин. за 5и ч из одной клетки образуется 1тыс. новых клеток.

При современном производстве сортовой муки в отруби уходят самые ценные в пищевом отношении части зерна – алейроновый слой, оболочки, зародыш.

Необходимую степень измельчения можно получить с помощью криогенной техники и виброаппаратуры. Однако такие методы очень энергоемки и потому дороги и неэффективны.

Так подробно рассмотрели вопросы получения белка из отрубей для того, чтобы показать, как можно добиться успехов в пищевой промышленности, используя достижения других областей знаний, в данном случае знаний свойств полимерных материалов, химической кинетики, радикально – цепных процессов окисления органических соединений.

Новые добавки

Часто в хлебе для улучшения его качества добавляют различные нетрадиционные ингредиенты. В Японии, например, недавно стал пользоваться большой популярностью зеленый хлеб. Хлеб этот пекут из обычной муки, однако при замесе теста в него добавляют порошок, полученный из морских водорослей. Специалисты считают, что от этой приправы хлеб становится вкуснее. Этот хлеб не только вкусен, но и полезен для здоровья. Прежде всего, его рекомендуют употреблять в пищу гипертоникам и людям, страдающим заболеваниями щитовидной железы. Вслед за японскими пекарями зеленый хлеб стали делать англичане и американцы. В некоторых странах Азии теперь в качестве добавки к хлебу (6-12%) стали применять соевые отруби( после ряда операций, улучшающих их качество).

Кстати, в Японии можно купит хлеб и другие бакалейные изделия, содержащие хризантемы. Дело в том, что в японской национальной кухне эти цветы являются компонентом многих блюд.

Так как основное меню японцев – это рыба и рис, то введение в рацион цветков, корней и других частей растений, богатых витаминами, микроэлементами и белками, просто необходимо.

Скажем еще несколько слов об искусственной пищи.

Искусственная пища

Как уже упоминалось раннее, человечество испытывает недостаток в продуктах питания. Наиболее остро ощущается дефицит белка, особенно животного. При недостатке белка человек плохо переносит высокий ритм труда, не способен сосредоточиваться и предпринимать большие умственные усилий, снижается сопротивляемость организма инфекционных заболеваний.

При традиционных способах производства пищи растительный белок используется нерационально. Очень небольшая его часть идет в пищу, а большую часть превращают по цепочки растения → животное →пищевой продукт». На каждой стадии такой цепочки белок и углеводы теряются в значительной степени; например, кормовой белок превращается в животный с выходом всего лишь 6-38%.

Для иллюстрации приведем такой пример. Во Франции из растительного сырья производят искусственное мясо. Технология его получения заключается в том, чтобы выделить белки из соевых бобов и сформировать из них волокна, из которых затем можно изготовлять слои, схожие по структуре с мясом. После добавления жиров и компонентов, придающих мясной вкус, эти продукты могут использоваться как заменители мяса животных в рационе человека. Такое искусственное мясо получается путем экструзии концентратов соевых белков: их подавливают вместе с жирами и вкусовыми добавками через маленькие отверстия при высоких температурах и давлениях. В различных странах уже поступил в продажу приготовленный таким способом продукт, имеющий вкус копченой грудинки.

При создании искусственных продуктов питания очень важно подобрать запах и вкус продуктов.

Производство аминокислот и их использование для улучшения питательных свойств пищевых продуктов и кормов.

Еще в конце XIXв. было установлено, что аминокислоты являются основными структурными элементами белка – составной части всех живых организмов. В настоящее время существует промышленные методы производства аминокислот не из природного белка, а из других видов сырья. Отдельные аминокислоты могут быть использованы для повышения эффективности пищевых продуктов и кормов.

Аминокислоты играют существенную роль в формировании вкусовых качеств природных пищевых продуктов. Уже в древние времена человеком были найдены различные вкусовые агенты- приправы пряности.

При иследование6 на собаках было установлено, что прием глутамата натрия вызывает усиленное выделение пищеварительных соков. По – видимому, вкусовые ощущения, вызываемые глутаматом, стимулирует работу желудочно-кишечного тракта. Таким образом, глутамат натрия, не являясь сам по себе питательным веществом, оказывается на организм физиологическое воздействие, способствующее усвоение пищи.

Растительный белок уступает животному по содержанию незаменимых аминокислот, прежде всего лизина и триптофана. Например, при кормлении крыс зерном без добавки незаменимых аминокислот животные теряют в весе.

Непосредственное введение в природные кормы аминокислот в количествах, соответствующих физиологическим потребностям, повышает эффективность корма и предотвращает их перерасход.

Заключение

Пути экономии пищевых продуктов

Решить проблему пищевых продуктов можно, вероятно, двумя путями:

Максимально полное использование пищевого сырья с созданием практически безотходных производств продуктов питания;

«Высвобождение» ценных пищевых продуктов, применяемых для технических целей; замена их непищевыми продуктами.

При современной технологии переработки сельскохозяйственного сырья в продукты питания количество отходов очень велико. Например, в некоторых странах отходы на бойне составляют для крупного рогатого скота 50-6-%, для свиней 20-30%, для птицы 30-40%.

Полностью использовать пищевое сырье

Значительную проблему представляют собой жидкие отходы молочных заводов, содержащие ценные питательные компоненты. При производстве молочных продуктов в нашей стране ежегодно образуется более 40 млн т обезжиренного молока и молочной сыворотки, в которых содержится 2 млн т белка(!). эти огромные резервы при современном уровне технологии могут быть использованы для пищевых цепей. В наиболее промышленно развитых странах около90% сырой сыворотки превращается в продукты питания.

Можно извлекать белок из сыворотки, например, в виде казеината натрия. С помощью современных мембранных сверхтонких фильтров (ультрафильтрация и обратный осмос) можно разделить сыворотку на две её основных компонента: белок и лактоза. Белок из сыворотки чрезвычайно питателен, применяется в качестве белкового компонента для диетических смесей и добавляется в фарш при производстве колбасных изделий. Так же используется и обратно(обезжиренное молоко).

Методы предотвращения порчи продуктов питания.

Продовольственная программа предусматривает не только производство сельскохозяйственной продукции, но также ее хранения и перевозку без потерь, приготовление пищи и хранение готовых пищевых продуктов.

Одной из основных причин порчи продуктов питания является окислительная деструкция различных органических веществ-составных компонентов продуктов питания (прежде всего жиров). Именно поэтому ученые многих стран уделяют этой проблеме большое внимание.

Другой важной причиной порчи продуктов является развитие колоний грибов и бактерий, приводящее к прогорканию и прокисанию продуктов питания. На некоторых аспектах этой проблемы мы остановимся в данном разделе.

Торможение процесса окислительной порчи продуктов.

Проблема торможения процессов окислительной порчи продуктов, прежде всего жиров, является одной из главных пищевой промышленности. Окисление жиров и других органических соединений-это медленно развивающийся цепной разветвленный процесс.

Увеличение сроков хранения пищевых продуктов без потери их качества должно решаться не только путем широкого использования холодильников, но и более активными методами, а именно путем торможения и подавления окислительных процессов различными химическими добавками. Для этого имеется разнообразные возможности, связанные с цепным механизмом процессов окисления органических веществ, в частности жиров.

Пищевой антиоксидант должен иметь достаточно малые размеры молекулы, чтобы легко проникать через стенку клетки живой ткани, обладать известной растворимостью для проникновения в водную и липидную фразу, выводиться из организма полностью, не накапливаясь в различных органах человека.

Конечно, абсолютно нетоксичных антиоксидантов не существует. Они нетоксичны, но лишь в определенных концентрациях. В нашей стране проблемам токсичности уделяется самое пристальное внимание и налажен самый строгий контроль в этих вопросах, что исключает какие-либо ослажнения при использовании антиоксидантов для пищевых продуктов

Литература

Эмануэль Н.М. Заиков Г.Е. Химия и снабжение человечества пищей;

Эмануэль Н.М. Лясковская Ю.Н. Торможение процессов окисления жиров;

Покровский А.Л. Метаболические аспекты фармакологии и токсикологии пищи;

Ершов Ю.А. Второва Е.М. Роль микроэлементов в жизни человека;

Станцо В. Сумма мембранных технологий// Химия и жизнь;

Лищенко В. Стреляный А. Да будет хлеб! // Знамя.

Приложение

Таблица 1

«Химический состав организма человека»

Элементы

Содержание, %

Кол-во (в кг) в расчете на

70 кг массы

Макроэлементы

Кислород

65

45,5

Углерод

18

12,6

Водород

10

7,0

Азот

3

2,1

Кальций

2

1,4

Фосфор

1,1

0,770

Калий

0,35

0,245

Сера

0,25

0,175

Натрий

0,15

0,105

Хлор

0,15

0,105

Микроэлементы

Магний, железо, марганец, медь,

йод, кобальт, цинк, стронций,

молибден и др.

менее 0,01

Менее 10г в сумме

Таблица 2

«Рекомендации по суточному потреблению

Минеральных компонентов»

Элемент

Единица

Измерения

Потребление

младенцы

(до 1 года)

дети

(1-4)

взрослые и дети (старше 4 лет)

Беременные и кормящие женщины

Калий

г

0,6

0,8

1

1,3

Фосфор

г

0,5

0,8

4

1,3

Железо

мг

15

10

18

21

Цинк

мг

5

8

15

18

Медь

мг

0,6

1

≤2

≥2

Магний

мг

70

200

400

450

Йод

мкг

45

70

150

150

15

Просмотров работы: 15375

Химия питания | Brilliant Math & Science Wiki

Содержание
  • Углеводы
  • Белки
  • Липиды
  • Энергетический баланс
  • микроэлементы
  • переедание
  • недоедание
  • использованная литература

Углеводы представляют собой нейтральные соединения, состоящие из углерода, водорода и кислорода. Их общая формула CXn(HX2O)Xn\ce{C_{n}(H_2O)_{n}}CXn​(HX2​O)Xn​. Углеводы образуют цепочки повторяющихся звеньев или полимеров, и их можно классифицировать на основе количества содержащихся в них звеньев.

Моносахариды являются основными единицами углеводов. Глюкоза CX6HX12OX6\ce{C_{6}H_{12}O_{6}}CX6​HX12​OX6​ – самый важный моносахарид в питании человека, поскольку он является основным источником топлива для организма и единственным способом, с помощью которого мозг может получать энергию. Если глюкоза не поступает с пищей в достаточном количестве, организм должен вырабатывать ее посредством глюконеогенеза, чтобы поддерживать функцию мозга. Фруктоза и галактоза являются другими примерами важных с точки зрения питания моносахаридов. Рибоза и дезоксирибоза, содержащиеся в ДНК, также являются примерами моносахаридов.

Общие моносахариды [2]

Дисахариды : два моносахарида, связанные вместе, образуют дисахарид. Примерами являются Лактоза (галактоза + глюкоза) и сахароза (фруктоза + глюкоза).

Олигосахариды (3-9 молекул сахара): например, мальтодекстрин представляет собой олигосахарид глюкозы, вырабатываемый кукурузой.

Полисахариды (много молекул сахара): и крахмал , и целлюлоза представляют собой длинные цепи молекул глюкозы (CX6HX10OX5)Xn\ce{(C_{6}H_{10}O_{5})_{n}}(CX6​ HX10​OX5​)Xn​. В крахмале каждая молекула глюкозы ориентирована в пространстве одинаково (это называется альфа-связью). Целлюлоза, с другой стороны, представляет собой повторяющийся узор, в котором каждая вторая молекула глюкозы повернута на 180 градусов (бета-связь). Это может показаться незначительной разницей, но результат таков, что крахмал усваивается человеком и является полезным источником энергии, в то время как целлюлоза неудобоварима для человека и является примером пищевых волокон. В организме человека есть необходимые ферменты для расщепления крахмала на глюкозу, но не на целлюлозу. Некоторые другие существа, такие как термиты, но целлюлоза, как правило, сильнее , чем крахмал, например, не растворяется в воде. Крахмал, 1,4-альфа-связанный полимер глюкозы. Изображение общественного достояния.

Небольшое изменение структуры глюкозных цепей — бета-связей — полностью меняет их функцию. [3]

Функции углеводов:

  1. Энергетический гомеостаз: сахар (в форме глюкозы) является основным источником энергии для тела и единственным источником энергии, который может использовать мозг. Проблемы с гомеостазом углеводов могут привести к сахарному диабету или гипогликемии.

  2. Образование нуклеотидов: ДНК и РНК состоят из нуклеиновых кислот, состоящих из сахара (дезоксирибозы или рибозы), связанного с фосфатом, и азотистого основания.

  3. Образование гликопротеинов: Гликопротеины образуются в результате присоединения углевода к аминокислотной или полипептидной цепи. Примерами являются муцин (компонент слизи), гемоглобин A1c, антитела в иммунной системе и факторы свертывания крови.

Белки состоят из аминокислот и составляют около 15% массы тела (второй по величине компонент после воды).

Общая структура аминокислоты [4]

21 аминокислота может объединяться, образуя множество различных белков [5]

Около 50% массы белка в организме человека относится к одной из следующих категорий:

  1. Коллаген, содержащийся в коже .

  2. Миозин и актин, содержащиеся в мышцах.

  3. Гемоглобин, компонент крови.

Аминокислоты широко используются во время трансляции ДНК для создания новых белков для использования во всем организме. Некоторые отдельные аминокислоты могут быть синтезированы организмом, если общего количества белка достаточно. Незаменимые аминокислоты не могут синтезироваться эндогенно (внутри организма) и должны поступать непосредственно из пищи. Их также называют незаменимыми аминокислотами 9.0114 . Их восемь:

  1. Изолейцин

  2. Лейцин

  3. Фенилаланин

  4. Валин

  5. Треонин

  6. Метионин

  7. Триптофан

  8. Лизин

Белки классифицируются на основе того, насколько хорошо они содержат незаменимые аминокислоты. Неполные белки отсутствуют одна или несколько незаменимых аминокислот, в то время как полных белка содержат их все. Как правило, животные белки являются лучшим источником незаменимых аминокислот, за ними следуют бобовые, злаки и клубнеплоды соответственно.

Липиды (жиры) имеют самое высокое содержание энергии на грамм макронутриентов. Это отличный способ сохранить энергию на долгий срок. Липиды водонерастворимы (не растворяются в воде и в этом случае плавают в воде), поэтому транспортируются липопротеидами по кровотоку.

Общая структура триглицеридов [6] Триглицериды представляют собой сложные эфиры, содержащиеся в натуральных жирах и маслах. Липиды могут быть ненасыщенными , что означает, что они содержат одну или несколько двойных связей (например, оливковое масло), или насыщенными (например, масло). Встречающиеся в природе ненасыщенные жиры являются цис-изомерами. Трансжиры — это искусственные ненасыщенные жиры, которые ведут себя как насыщенные жиры. Включение трансжиров в обработанные пищевые продукты вызывает споры, и их использование было запрещено во многих странах после того, как данные показали, что употребление трансжиров увеличивает риск ишемической болезни сердца даже по сравнению с насыщенными жирами.

линейная структура линолевой кислоты. Обратите внимание, что все ненасыщенные связи находятся в конформации цис . Незаменимые жирные кислоты не могут быть синтезированы организмом. Люди должны получать омега-6 (линоленовую кислоту, содержащуюся в растительных маслах) и омега-3 (альфа-линоленовую кислоту, содержащуюся в таких продуктах, как лосось и семена льна) из своего рациона. Большинство других липидов может быть произведено печенью в процессе, называемом 9.0023 липогенез .

Изображение общественного достояния Фосфолипиды являются основным структурным компонентом клеточных мембран и помогают определить гибкость мембраны. Насыщенные жирные кислоты упаковываются более плотно, делая общую структуру мембраны более жесткой, в то время как перегибы в ненасыщенных жирных кислотах занимают дополнительное пространство, делая мембрану более текучей.

Стерол, основа холестерина, является исходным материалом для многих гормонов, синтезируемых организмом, включая альдостерон, кортизол и половые гормоны эстроген, прогестерон и тестостерон. стерол Эстроген Тестостерон

Потребляемая энергия = Выходная энергия + Сохраненная энергия \ text {Поступающая энергия} = \ text {Выходящая энергия} + \text {Сохраненная энергия} Потребляемая энергия = Выходная энергия + Сохраненная энергия

Энергия в\text{Энергия в}Энергия входит от макронутриентов в рационе. Энергия \text{Энергия}Энергия уходит на поддержание жизнедеятельности организма (базовая метаболическая функция и физическая активность). То, что осталось, запасенная энергия\text{Запасенная энергия}Запасенная энергия, превращается в жир.

Масса тела гомеостаз сохраняется, когда Энергия на входе=Энергия на выходе\text{Энергия на входе} = \text{Энергия на выходе}Энергия на входе=Энергия на выходе

Энергия на входе\text{Энергия на выходе}Энергия поступает из макронутриентов. Каждый грамм углеводов обеспечивает 4 ккал (17 кДж) энергии на грамм. Белок также обеспечивает 4 ккал на грамм. Жир обеспечивает 9 ккал (17 кДж) на грамм, что примерно в два раза больше энергии, обеспечиваемой аналогичной массой белка или углеводов.

Сбалансированная диета должна включать макронутриенты в энергетическом соотношении (примечание: НЕ массовое соотношение). Стандартное соотношение энергии следующее:

55% углеводов: 15% белков: 30% жиров

Энергетическое соотношение сбалансировано Увеличьте количество углеводов Увеличение жиров Увеличение белков

Однажды вы идете на обед и заказываете гигантский стейк и запеченную картошку со сметаной. Вы запрашиваете информацию о пищевой ценности и выясняете, что ваш обед содержит 51 г51\text{ г}51 г углеводов, 29г29\text{ г}29 г белка и 40 г40\text{ г}40 г жира. У этого обеда есть сбалансированное соотношение энергии? Если нет, то какой макронутриент должен быть увеличен ?

Это соотношение может варьироваться от одного человека к другому, особенно для людей с хроническими проблемами со здоровьем. Например, детей, страдающих специфическим судорожным расстройством, можно посадить на диету с очень низким содержанием углеводов и очень высоким содержанием жиров. Между тем, людям с панкреатитом или желчнокаменной болезнью (камни в желчном пузыре) может быть рекомендовано избегать пищевых жиров до тех пор, пока их состояние не улучшится.

 Выход энергии\text{Выход энергии}Выброс энергии состоит из следующих трех категорий:

  1. Скорость метаболизма в покое (RMR). RMR — это базовая энергия, необходимая организму для поддержания себя, когда он ничего не делает. Например, человек в коме по-прежнему будет нуждаться в энергии, равной его RMR, для регулирования таких функций, как внутренняя температура и сердцебиение. RMR для человека довольно постоянен (хотя он уменьшается с возрастом), но RMR между людьми может сильно различаться в зависимости от возраста, пола и массы.

  2. Термические эффекты кормления . Примерно 10% энергии, потребляемой человеком, расходуется на переваривание пищи. Пищеварение требует, чтобы кишечник выделял ферменты, рекрутировал ионные каналы и поддерживал сокращения гладких мышц.

  3. Физическая активность. Физическая активность может быть измерена в единицах, называемых метаболическими эквивалентами (MET), которые кратны RMR. Например, выполнение работы по дому может сжечь 2 МЕТ, а спринт в беге может потребовать 16 МЕТ.

Витамины и минералы также необходимы для биохимических реакций. Это органические молекулы, которые не могут быть синтезированы человеческим организмом в количествах, достаточных для удовлетворения его основных метаболических потребностей. Они либо водорастворимы (витамины B и C), либо жирорастворимы (витамины A, D, E и K).

Минералы, имеющие диетическое значение:

  1. Кальций регулирует клеточные процессы.

  2. Калий , Натрий и Хлорид регулируют мембранные потенциалы в нервных и мышечных клетках.

  3. Магний действует как кофактор в сотнях реакций, также участвующих в метаболизме, синтезе белка и синтезе нуклеиновых кислот.

  4. Медь участвует в реакциях окисления.

  5. Цинк регулирует экспрессию генов.

На протяжении большей части истории человечества важные с точки зрения питания продукты, такие как сахар, соль и жиры, были дефицитом по крайней мере часть года. В результате у людей развился вкус к продуктам с высоким содержанием сахара и жира, способность накапливать избыточные калории и способность съедать большое количество пищи за один присест. (Совершенно бессмысленно свалить копьем мохнатого мамонта, откусить от него три кусочка, а потом насытиться.)

За последние два столетия такие инновации, как азотные удобрения и охлаждение, резко увеличили запасы продовольствия, превратив ландшафт в землю постоянного изобилия и ежегодно спасая огромное количество людей от голодной смерти. Однако эволюция — относительно медленный процесс, и человеческий организм по-прежнему запрограммирован так же, как и во времена дефицита пищи. Адаптивное поведение предков иногда имеет неприятные последствия в 21 веке, приводя к высокому уровню ожирения, диабета, гипертонии и других хронических заболеваний. Показатели ожирения растут, поскольку обработанные пищевые продукты становятся все более распространенными [7]

Недостаточное питание является серьезной проблемой для многих сообществ во всем мире.

Некоторые люди, страдающие от недоедания, страдают от абсолютного дефицита макронутриентов, например от маразма, состояния, при котором нехватка белка приводит к упадку энергии, истощению и истощению мышц. Маразм вызывается неадекватным потреблением, всасыванием или использованием белка. Недостаток пищи является частой причиной, но нервная анорексия, большая депрессия и синдромы мальабсорбции также могут привести к маразму.

У людей, страдающих квашиоркором, также наблюдается дефицит белка, несмотря на относительно высококалорийную диету. Это состояние распространено, когда диета основана на диете низкого качества, в которой отсутствуют некоторые незаменимые аминокислоты, и называется относительным дефицитом . Люди, страдающие квашиоркором, истощены, но также имеют вздутие живота из-за отека.

Ребенок с квашиоркором. Фотография сделана во время конфликта в Нигерии в 1960-е годы. [8]

  1. Морс, Н. (1907). Послеоперационное лечение; воплощение общего управления послеоперационным уходом и лечением хирургических случаев, как это практикуют выдающиеся американские и европейские хирурги (стр. 354). Филадельфия, Пенсильвания: Сыновья Блэкистона и Ко..
  2. CFCF, . Пять важных моносахаридов . Получено из https://commons.wikimedia.org/wiki/File:217_Five_Important_Monosaccharides-01.jpg
  3. Лаги, И. Целлюлозная нить . Получено из https://commons.wikimedia.org/wiki/Файл:Cellulose_strand.svg
  4. Джондок, . Аминокислотная структура . Получено из https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Amino-acid-structure.jpg
  5. Кожокари, Д. Аминокислоты . Получено из https://commons.wikimedia.org/wiki/Файл:Amino_acids.png
  6. Брантон.j263, . триглицерид23 . Получено из https://commons.wikimedia.org/wiki/Файл:Триглицерид23.jpg
  7. Робин, С. Мистер Америка . Получено из https://www. flickr.com/photos/robadob/88894048
  8. Центры по контролю и профилактике заболеваний, . Библиотека изображений общественного здравоохранения . Получено из http://phil.cdc.gov/phil/details.asp?pid=6901

Процитировать как: Химия питания. Brilliant.org . Извлекаются из https://brilliant.org/wiki/chemistry-of-nutrition/

Пищевая и кулинарная химия — Американское химическое общество

  • Вы здесь:
  • СКУД
  • Студенты и преподаватели
  • Ученики
  • Средняя школа
  • Химический клуб ACS
  • мероприятия
  • Пищевая и кулинарная химия

Клуб

Периодическая таблица

мероприятия

Ресурсы

Хотите выучить химию? Не смотрите дальше вашей кухни! Откройте для себя науку приготовления таких продуктов, как сыр, клубника, мясо на гриле и многое другое.

  • Вкусы, запахи и Майяр
  • Физические изменения
  • Кислота/основа
  • Полимеры
  • Разное
  • Прозрачный тыквенный пирог
    Прозрачный тыквенный пирог? Эти ученики средней школы Массачусетса сделали это! Узнать, как.
  • Молекулярная гастрономия готовит странные тарелки
    Цветная капуста и какао? Эм, конечно. Теория сочетания вкусов преподносит некоторые сюрпризы.
  • Запах успеха
    Этот профессор-химик хочет, чтобы вы могли отправить другу сообщение о запахе. Что бы вы выбрали?
  • Flavor Chemistry Research
    Почему клубника пахнет клубникой? И можем ли мы добавить его к чему-то еще?
  • Как попробовать еду как химик-вкусоваратель
    Crush. Смешивание. Запах. Вкус. Что вы наблюдаете? Как это меняется?
  • Ваше чувство вкуса
    Язык и вкусовые рецепторы обычно получают звезды. Это все, что используется, когда вы кладете конфету в рот?
  • Смешивание вкусов леденцов
    Эти подростки создали свои собственные дизайнерские комбинации вкусов. Попробуйте (и попробуйте) сами!
  • Химия вкуса
    Посмотрите, как другие готовят, пробуют и нюхают в этих видеороликах. Затем подключите химию к тому, что вы видите.

Youtube ID: zECg-21dYLI

  • Сделайте секретное зефирное сообщение
    Сделайте Майяра и зефир вашими посыльными.
  • Крендели с солью и pH — анализ реакции Майяра
    Обмокните тесто для кренделя перед выпечкой. Какой рН помогает получить идеальный результат?
  • Почему бекон так хорошо пахнет
    Говорят, что бекон делает все лучше. Вопрос в том, почему?
  • Запах реакции Майяра
    Сахара и аминокислоты. Простое сочетание со сложными вкусовыми результатами.
  • Химия шашлыка
    Разожгите гриль, чтобы получить аромат летнего дыма — благодаря химии.
  • Реакции Майяра исполняется 100 лет
    Это «наиболее распространенная химическая реакция в мире». Вы в последнее время тренировались по Майяру?
  • Хорошие новости для гриля
    Беспокоитесь о тех не очень вкусных канцерогенах из жареного мяса? Пеппер наносит ответный удар.
  • Угольный гриль вкуснее, чем газ
    Это окончательный поединок. Уголь против газа. Какой гриль победит?

Youtube ID: rs1JLYXROVU

  • Разделение яичных белков и яичных желтков
    Пустая бутылка из-под воды может стать идеальным кухонным инструментом. Попробуйте этот трюк и убедитесь сами.
  • Поедание гвоздей на завтрак
    Ням! Железо никогда не было таким вкусным! Найдите это укрепление в своей миске для завтрака.
  • Человек-зефир встречает вакуумный насос
    Мистер Зефир, поздоровайтесь с… неудачным изменением давления.
  • Кофе с сахарной ватой
    Возможно, на ярмарке вы ели сладкую вату, но как насчет кофейни? Это облако подсластит твою чашку.
  • Исследования химических веществ в натуральных пищевых красителях
    Натуральные пищевые красители есть в вашем продуктовом магазине. Что вы можете сделать с их химией?
  • Сухая оливковая земля, пена из козьего сыра и редис
    «Грязь» никогда не была такой вкусной.
  • Технология обезвоживания пищевых продуктов
    Картофельное пюре быстрого приготовления является основным продуктом питания в некоторых семьях. Узнайте, как они стали исторической достопримечательностью.
  • Всплеск молока из белого шоколада
    Это «молоко» выглядит застывшим в середине всплеска. Как они это делают?
  • Молоко: обзор химических и физических изменений
    Эти молочные продукты могут быть частью вашего ежедневного рациона. Как они пришли к своему нынешнему состоянию?

Youtube ID: tOkCgAwhh9U

  • Гороховый лимонад Magic Butterfly
    Используйте красочную химию чая, чтобы создать меняющий цвет лимонадный напиток.
  • Голое яйцо
    Удалите скорлупу яйца — разбивать не нужно.
  • Научно-исследовательский проект «Жареное зеленое яйцо»
    Станьте Сэмом на уроке естествознания, готовя красочные химические блюда.
  • Изучаем науку о маринадах
    Примите участие в этом кулинарном соревновании. Что делает лучшую смесь маринада?

Youtube ID: 1aMzpbqSw9o

  • Кисло-сладкая наука, которую можно попробовать
    Ваш рот становится научной лабораторией. Как это вызывает реакцию?
  • Эксперимент с ферментацией с использованием чайного гриба
    Заварите эту смесь на основе чая и сахара, затем рассмотрите ее химический состав.
  • Чайный гриб
    Что происходит с этим популярным напитком?
  • Химия кимчи
    Отслеживайте (и пробуйте) приготовленную в домашних условиях кимчи по мере ее брожения.

Youtube ID: DG4afs7C1XI

  • Горячее мороженое
    Готовы согреться мороженым? Специальный ингредиент переворачивает мороженое с ног на голову.
  • Стеклянные картофельные чипсы
    О картофельных чипсах говорят, что нельзя есть только одну. Справедливо ли это и для стеклянных картофельных чипсов?
  • Рецепт спагетти с агар-агаром
    Создайте неожиданный вкус с помощью агар-агара — сладких спагетти.
  • Съедобные пластиковые пакеты
    Ешьте свой десерт. Затем съешьте контейнер.
  • Ириска с морской водой
    Этот рецепт леденцов позволяет одновременно тренировать руки. Зачем вам нужно тянуть ириски?

Youtube ID: m30YnuF9vUc

  • Ириска с морской водой
    Этот рецепт леденцов позволяет одновременно тренировать руки. Зачем вам нужно тянуть ириски?
  • Угощение сферизацией
    Угощение сферизацией! Какие еще продукты можно найти, чтобы превратить их в сферы?
  • Что такое желе?
    Всегда найдется место для желе, особенно когда вы изучаете пищевую химию.
  • Химия на кухне
    Перейдите на страницы 10–12 этого выпуска и полюбуйтесь некоторыми гастрономическими чудесами.
  • От соуса к твердому: наука о клюквенных приправах
    Будет ли ваша клюква соусом? Или твердый? Последнее слово за наукой.

Youtube ID: QO_V3h24Fyc

  • Готовим с химией
    Отправляйтесь в лабораторию — то есть на вашу кухню — чтобы начать эксперименты.
  • ДНК клубники
    Эта красная спелая летняя ягода наполнена ароматом и ДНК.
  • Кулинария с химией
    Это кулинарная книга и учебник в одном флаконе. Выберите рецепт, чтобы попробовать, одновременно изучая химию.
  • Курс кухонной химии
    Этот онлайн-курс Массачусетского технологического института является бесплатным и интересным. Сделайте рецепт, а затем изучите материалы, которые покажут вам науку.
  • Эксперименты в области пищевой науки
    Эти лабораторные материалы для старшеклассников готовы к работе.
  • Съедобные эксперименты
    Это дюжина видеороликов, в каждом из которых есть вкусный эксперимент. Попробуйте свою любимую пару.
  • Битва за еду!
    Придумай и разработай свой собственный новый пищевой продукт с дизайном упаковки и выкладкой.
  • ChemClub Cookbook
    Старшеклассники-химики делятся своими любимыми рецептами и экспериментами с пищевыми продуктами, каждый из которых основан на науке.
  • Потрясающие научные продукты и ароматизаторы
    Эти более продвинутые эксперименты выведут ваши исследования продуктов питания на новый уровень. Требуется специальное оборудование!
  • Эксперименты в честь Дня Благодарения
    Холодная картошка, несварение желудка и сломанные кости не кажутся веселым Днем Благодарения, но они являются частью некоторых забавных экспериментов с едой!

Youtube ID: 837yGlLsHVY